掌握 Python frozenset 集合：解构不可变的集合对象

2023-09-30 20:50:34

一. Python frozenset 集合语法

Python frozenset 集合是一种特殊的集合类型，它与普通的 set 集合有着密切的联系，但又存在着一些关键的区别。首先，frozenset 集合是不可变的，这意味着一旦创建后就不能再添加或删除元素。其次，frozenset 集合的元素必须是不可变对象，例如字符串、数字或元组。

# 创建一个 frozenset 集合
my_frozenset = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])

# 尝试添加元素（会报错）
my_frozenset.add(6)

# 尝试删除元素（会报错）
my_frozenset.remove(3)

如上例所示，由于 frozenset 集合是不可变的，因此我们无法使用 add() 或 remove() 方法来修改集合中的元素。

二. frozenset 集合方法

虽然 frozenset 集合不可变，但这并不意味着它缺乏强大的功能。frozenset 集合提供了多种有用的方法，让我们可以轻松地处理和操作集合中的数据。

1. copy() 方法

copy() 方法可以创建一个 frozenset 集合的副本。这个副本与原集合完全相同，但它是独立的，可以进行修改而不会影响原集合。

# 创建一个 frozenset 集合
my_frozenset = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])

# 创建集合的副本
my_frozenset_copy = my_frozenset.copy()

# 修改副本
my_frozenset_copy.add(6)

# 打印原集合和副本
print(my_frozenset)  # 输出：frozenset({1, 2, 3, 4, 5})
print(my_frozenset_copy)  # 输出：frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 6})

2. difference() 方法

difference() 方法可以计算两个 frozenset 集合的差集，即第一个集合中存在但第二个集合中不存在的元素。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
set2 = frozenset([3, 4, 5, 6, 7])

# 计算差集
difference_set = set1.difference(set2)

# 打印差集
print(difference_set)  # 输出：frozenset({1, 2})

3. intersection() 方法

intersection() 方法可以计算两个 frozenset 集合的交集，即两个集合中都存在的元素。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
set2 = frozenset([3, 4, 5, 6, 7])

# 计算交集
intersection_set = set1.intersection(set2)

# 打印交集
print(intersection_set)  # 输出：frozenset({3, 4, 5})

4. isdisjoint() 方法

isdisjoint() 方法可以判断两个 frozenset 集合是否不相交，即两个集合中没有相同的元素。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
set2 = frozenset([6, 7, 8, 9, 10])

# 判断是否不相交
is_disjoint = set1.isdisjoint(set2)

# 打印结果
print(is_disjoint)  # 输出：True

5. issuperset() 方法

issuperset() 方法可以判断一个 frozenset 集合是否是另一个 frozenset 集合的超集，即第一个集合包含第二个集合的所有元素。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
set2 = frozenset([2, 3])

# 判断是否为超集
is_superset = set1.issuperset(set2)

# 打印结果
print(is_superset)  # 输出：True

6. issubset() 方法

issubset() 方法可以判断一个 frozenset 集合是否是另一个 frozenset 集合的子集，即第一个集合包含于第二个集合中。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
set2 = frozenset([2, 3])

# 判断是否为子集
is_subset = set2.issubset(set1)

# 打印结果
print(is_subset)  # 输出：True

7. union() 方法

union() 方法可以计算两个 frozenset 集合的并集，即两个集合中出现过的所有元素。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
set2 = frozenset([3, 4, 5, 6, 7])

# 计算并集
union_set = set1.union(set2)

# 打印并集
print(union_set)  # 输出：frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 6, 7})

三. frozenset 集合运算

frozenset 集合还支持多种运算符，让我们可以轻松地对集合进行操作。

1. + 操作符

操作符可以将两个 frozenset 集合连接起来，形成一个新的 frozenset 集合。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3])
set2 = frozenset([4, 5, 6])

# 连接两个集合
new_set = set1 + set2

# 打印新的集合
print(new_set)  # 输出：frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 6})

2. - 操作符

操作符可以计算两个 frozenset 集合的差集，与 difference() 方法的作用相同。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
set2 = frozenset([3, 4, 5, 6, 7])

# 计算差集
new_set = set1 - set2

# 打印新的集合
print(new_set)  # 输出：frozenset({1, 2})

3. & 操作符

& 操作符可以计算两个 frozenset 集合的交集，与 intersection() 方法的作用相同。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
set2 = frozenset([3, 4, 5, 6, 7])

# 计算交集
new_set = set1 & set2

# 打印新的集合
print(new_set)  # 输出：frozenset({3, 4, 5})

4. | 操作符

| 操作符可以计算两个 frozenset 集合的并集，与 union() 方法的作用相同。

# 创建两个 frozenset 集合
set1 = frozenset([1, 2, 3])
set2 = frozenset([4, 5, 6])

# 计算并集
new_set = set1 | set2

# 打印新的集合
print(new_set)  # 输出：frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 6})

四. 总结

frozenset 集合是 Python 中一种重要的数据结构，它提供了不可变集合的实现。frozenset 集合提供了丰富的操作方法和运算符，可以让我们轻松地处理和操作集合中的数据。在 Python 的各种应用场景中，frozenset 集合都可以发挥其独特的作用，例如在集合运算、数据去重、数据分组等方面。